Latérite
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La latérite (du latin later, brique) est une roche rouge ou brune. Elle constitue un produit commun de l'altération des roches sous les climats tropicaux. Un sens ancien désigne une latérite comme un matériau induré ou d'indurant à l'air, utilisé pour fabriquer des maisons dans les régions tropicales. Le sens large désigne l'ensemble des matériaux, meubles ou indurés, riches en hydroxydes de fer ou d'aluminium, consituant des sols, des horizons superficiels, des horizons profonds de profil d'altération.
On trouve des latérites surtout en domaine intertropical. Elles recouvrent 33% des continents.
Les sols latéritiques sont des sols maigres, lessivés et apprauvris en éléments nutritifs fertilisants (Ca, Mg, K, Na). La végétation reste cependant abondante sur ces sols, bien que fragile, par exemple les grandes forêts équatoriales. Lors de l'altération, les cations peu mobiles restent sur place (Fe3+, Al3+) et se concentrent dans des gpites métallifères exploitables. Il s'agit aussi d'une réserve importante d'aquifères, les sols latéritiques filtrant environ 50% de l'écoulement global.
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[modifier] Matériaux à l'origine des latérites
Une latérite peut se former à partir de n'importe quel type de roche, mais seulement si le climat est aride sur une période prolongée. Cependant, il se forme autant de types de latérites qu'il y a de roches d'origine. Lors de l'altération, les minéraux de base les plus instables et disparaissent, comme les feldspaths, et les ions les plus solubles s'échappent en solution. Les autres restent sur place en forment de nouvelles roches.
[modifier] Minéraux altérés
Les principaux minéraux altérés sont :
- Nésosilicates et Inosilicates ferromagnésiens : olivine, péridots, pyroxènes, amphiboles. Ils libèrent des ions Fe, MG, Ca et contribuent à la néoformation d'oxyhydroxydes.
- Micas : libèrent les ions K et Fe. Biotites, muscovites donnent des et glauconites, se transformant en illites puis en montmorillonites de dégradation.
- Tectosilicates : feldspaths, donnant lieu à néoformation d'argiles en climat chaud humide, ou libérant juste des produits solubles et amorphes en climat froid à tempéré
- Quartz : connu pour sa très forte résistance à l'altération, il peut être trouvé avec un taux de lessivage allant jusqu'à 20% sous les climats tropicaux.
- Carbonates : calcites, dolomites, qui libèrent des ions HCO3- et dépose des argiles
[modifier] Complexes d'altération
L'altération des roches à l'origine des sols latéritiques donne lieu à la création de complexes d'altération de deux formes :
- Argiles : les argiles formées dépendent du taux de lessivage subi par la roche
- Oxyhydroxydes de fer et d'aluminium
[modifier] Caractéristiques des latérites
[modifier] Profil latéritique typique
Un profil d'altération typique des massifs latéritiques contient les grands ensembles suivants (du haut vers le bas du profil d'altération) :
- Cuirasse et carapace : formation massive à oxydes de fer et d'aluminium, quartz, kaolinite
- Formation tachetée : formation nodulaire à oxydes de fer et d'aluminium, quartz, kaolinite
- Saprolithe fine ou lithomarge : zone saturée d'eau à quartz, marquée par la dominence des minéraux secondaires d'altération
- Saprolithe grossière ou arène : formation dominée par la nature de la roche mère, possédant des fragements de roche et des minéraux primaires en grains séparés
- Roche mère silico-alumineuse
Plus on se trouve haut dans le profil, plus le taux d'altération chimique est élevé et plus la présence d'argiles est marquée. Les épaisseurs ont des tailles varaibles, et peuvent aussi bien être de quelques mètres que supérieures à 100 mètres.
[modifier] Minéraux des latérites
On trouve les minéraux secondaires néoformés suivants :
- De fer : limonite, ferrihydrite, goethite, hématite
- D'aluminium : gibbsite, cliachite, boehmite, corindon, cliaspore
- De titane : anatase
- de manganèse : pyrolusite, manganite
- de silicium : allophane, imogolite, halloysite, kaolinite, ferrikaolinite
Il se faut pas oublier de citer les solutions solides obtenues par mélange de pôles : goethite alumineuse, hématite alumineuse... Certains minéraux primaires très peu altérables peuvent être hérités : quartz, rutile, zircon, or natif...
[modifier] Néoformation d'argiles
D'après Tardy, il existe trois séquences d'altération différentielles des minéraux primaires, controlant la formation des différentes argiles. Plus un minéral primaire est fragile, plus le stade d'altération atteint est poussé. Les facteurs contrôlant la nature des argiles néoformées sont le taux de lessivage, le confinement du milieu, le climat, la topographie. Par exemple, au sommet se forment des kaolinites, de la gibbsite, car le elssivage y est très fort, et donc les hydrolyses sont efficaces. Au contraire, à la base le lessivage est faible, et des illites et chlorites se forment, si le milieu est acide. En milieu acide se forment des smectites et palysépioles.
[modifier] Processus d'altération et pédogenèse
[modifier] Théories sur le développement des latérites
Diverses théories peuvent expliquer le développement de sols latéritiques :
- Résidus : Les latérites de developperaient sur une roche mère saine après une très longue période d'altération et d'exposition à un climat aride. Un tel développement necessitarait une très grande quantité de roche pour produire assez de fer résiduel, sous forme d'oxydes, comme l'hématite ou la goethite. Cette théorie est la plus couramment reconnue.
- Horizon de sol : cette théorie consiste en la précipitation directe au dessus de la zone de fluctuation de la nappe d'eau. Cependant, cette théorie n'existe pas le cas des latérites très épaisses.
- Dépôt : un dépôt de fer et d'aluminium, à partir d'ions en solution. Ceci serait valable pour les latérites bréchiques ou constituées d'agrégats pisolithiques, mais n'expliquerait pas le cas des latérites massives
- Nappes influencées par les conditions de surface : les latérites se formeraient par altération de la roche mère, du fait d'eaux acides issues de marécages, ou enrichies en acides organiques par l'action des végétaux.
La vérité serait une conjonction de ces théories, jouant chacune à plus ou moins grande impotance.
[modifier] Processus de formation des complexes d'altération
Diverses théories courent sur le développement mal compris des complexes d'altération :
- Héritage : il s'agirait d'une simple microdivision des éléments, sans transformation chimique
- Transformation chimique mineure : les minéraux perdraient certains ions mobiles, tout en conservant leur structure, par exemple une transition mica - argile
- Néoformation : des ions seraient perdus par des minéraux, ainsi que leur structure. Les élements restants recristalliseraient in situ.
[modifier] Altération géochimique
Le mécanisme chimique mis en jeu dans l'altération des roches saines donnant des latérites est l'hydrolyse totale. Une réaction engendre la destruction de tous les minéraux primaires et la libération de leurs constituants, l'élimination des cations essentiels et d'une partie de Si, ainsi qu'une insolubilisation et une accumulation relative des oxyhydroxydes d'Al et Fe. Influent sur cette réaction la valeur locale du pH et le drainage local, ainsi que le temps d'exposition.
[modifier] Différents profils latéritiques
[modifier] Types de sols
Trois grands types de sols constituent les horizons latéritiques : les sols ferrigineux, les sols ferralitiques, les ferrisols.
[modifier] Carapaces
La carapace est la partie du profil d'altération située juste en dessous de la cuirasse, en constitue une zone de prélude au cuirassement. La carapace est une formation tachetée. Les zones claires sont plus riches en quartz, et les taches de rubéfaction sont dues à la kaolinite. Le fond matriciel peut être jaune, rose ou bien rouge. Au fur et à mesure que l'on monte dans le profil d'altération, les taches se nodulisent et forment des concrétions ferrugineuses.
[modifier] Cuirasses
Le sommet du profil est très enrichi en fer (jusqu'à 75% de Fe2O3), et très induré. La transition entre carapace et cuirasse se fait par augmentation du nombre et de la taille des nodules, de l'incrustation de fer sur les parois, ainsi que la diminution des volumes vides, et des plages argileuses à goethite. La couleur du fond matriciel vire au rouge du fer de la concentration en fer.
Les cuirasses, directements soumises à l'érosion, peuvent se dégrader. Cette dégradation se marque par une augmentation de la taille des vides et une individualisation des nodules marquée. La dégradation des nodules donne :
- Des granules : par dissolution sélective de l'hématite
- Des pisolithes : dégradation par hydratation
- Des gravillons : séparation du fond matriciel
